[发明专利]一种银纳米线及其透明导电膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料合成及薄膜制备技术领域，特别涉及一种银纳米线及其透明导电膜的制备方法，所述透明导电膜具有高透光性和低表面电阻。

背景技术

除了氧化铟锡(ITO)，制备透明导电膜(TCFs)的材料还有如石墨烯、碳纳米管、金属纳米线等。其中的银纳米线透明导电膜，因银纳米线制备相对简单，其即可在硬质基材上成膜，又可以在有机柔性基片上成膜，并且制备出的TCFs具有优异的透光性能和较小的表面电阻，其在光电、生物传感、催化、二极管和触摸屏等领域将有着广泛的应用。

针对银纳米线的研究已展开了众多的研究工作，其合成方法有电化学法、化学还原法、光还原法、微波加热法等。目前很多学者也对银纳米线制备透明导电膜进行了研究。Jian-YangLin等(JongDeckPark,SoomanLim,HaekyongKim.ThinSolidFilms,2015,586:70-75.)使用多元醇法制备的银纳米线成膜，其在可见光平均波长下具有92.15％的透光率，方块电阻为20Ω/□。JongDeckpark等(J.Jiu,T.Araki,J.Wang,M.Nogi,T.Sugahara.ournalofMaterialsChemistryA,2014,2:6326-6330.)将银纳米线经油墨印刷工艺制备成膜，其电阻为32Ωmm^-1时具有95％的透光率。J.JIU使用长度大于60um、直径约为60nm的银纳米线，制备出方块电阻为25Ω/□、550nm波长处的透光率为91％的薄膜。AnujR.Madaria等(AnujR.Madaria,AkshayKumar,FumiakiN.Ishikawa,ChongwuZhou.NanoRes,2010,3:564-573.)在柔性衬底PET上使用银纳米线制备出方块电阻为10Ω/□、透光率为85％的透明导电膜。但是，在相近透光性能的条件下，制备方块电阻较小并同时具有良好的附着性能的透明导电膜存在一定的困难。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种银纳米线的制备方法。由该方法制备的银纳米线可以应用于透明导电膜的制备中，使制得的导电膜透光性能好，表面电阻小。

本发明的另一目的在于提供由所述制备方法得到的银纳米线。所述银纳米线的直径均一性好，导电膜透光性能好，表面电阻小。

本发明的再一目的在于提供利用所述银纳米线制备透明导电膜的方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种银纳米线的制备方法，包括如下步骤：

(1)将含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度为0.037g/mL和盐浓度为0.001g/mL总体积为30ml的多元醇溶液，滴加到体积为20ml浓度为0.250mol/l的硝酸银(AgNO₃)的多元醇溶液中，经磁力搅拌器混合搅拌10min，得到混合溶液；

(2)将步骤(1)的混合溶液倒入反应釜中，于160℃反应7h，得到银纳米线的无水乙醇分散液；

步骤(1)中：

所述的聚乙烯吡咯烷酮的分子量为0.35万-176万，优选为分子量为0.35万的PVPK12、分子量为1.01万的PVPK17、分子量为3.2万的PVPK25、分子量为4.0万的PVPK30、分子量为15万的PVPK45、分子量为21万的PVPK60、分子量为40万的PVPK70、分子量为58万的PVPK80、分子量为60万的PVPK85、分子量为63万的PVPK90、分子量为78万的PVPK100、分子量为110万的PVPK110、分子量为139万的PVPK120和分子量为176万的PVPK150中的一种或至少两种的混合物。

所述的聚乙烯吡咯烷酮更优选为分子量为4.0万的PVPK30。

所述的盐为氯化钾(KCl)、氯化镁(MgCl₂)、氯化铜(CuCl₂)、氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl₂)、氯化银(AgCl)、氯化亚铁(FeCl₂)、氯化亚铂(PtCl₂)、溴化铜(CuBr₂)、溴化钾(KBr)、溴化镁(MgBr₂)、溴化钙(CaBr₂)、溴化钠(NaBr)、溴化银(AgBr)中的一种或至少两种混合物，优选为氯化钠。

所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或至少两种混合物，优选为乙二醇。